9.6 Поражающее действие осколков

Дистанционное действие осколочных БЧ определяется ха­рактером повреждений, наносимых осколками уязвимым агрега­там цели. В зависимости от характеристик уязвимости агрегатов, массы осколка, его скорости и условий встречи с пре­градой различают следующие виды поражающего действия ос­колков: пробивное, инициирующее, зажигательное, эрозионное и аэро(гидро)удар.

Первые три вида поражающего действия осколков рассмот­рены ниже. В основе их оценки лежит рассмотрение процесса взаимодействия конкретного осколка при соударении с прочной преградой конечной толщины. Конечный результат такого со­ударения — пробитие преграды, возбуждение детонации боево­го снаряжения средств поражения или воспламенение горючих материалов (топлива) - в известной мере носит случайный ха­рактер. Это определяется, с одной стороны, случайной ориен­тацией осколка вследствие его беспорядочного вращения на траектории, а с другой - случайностью процесса возникнове­ния предельных напряжений в центрах возбуждения детонации ВВ и воспламенения горючих веществ.

Под эрозионным действием осколков понимается их проник­новение в полубесконечные преграды, то есть в преграды такой толщины, которые осколком непосредственно не пробиваются. В этом случае при соударении осколков в преграде могут об­разовываться вмятины, воронки или кратеры, сопровождаемые уносом массы преграды. Конкретный вид повреждений, имею­щих место на поверхности преграды, весьма существенно зави­сит от скорости осколка. При относительно небольших скоро­стях осколков образуются сравнительно неглубокие вмятины, форма которых соответствует форме проникающей части оскол­ка. Для осколков той же массы, но имеющих большую ско­рость при соударении образуется воронка, контуры и размеры которой соответствуют наибольшей площади миделя осколка. Это свидетельствует о том, что при соударении и в процессе дальнейшего проникающего действия осколок занимает наибо­лее устойчивое положение. В преграде по всей поверхности кон­такта с осколком возникают пластические деформации, вслед­ствие чего по краям воронки создаются характерные наплывы из вытесненного металла. Объем образовавшейся воронки со­измерим с объемом осколка, а ее контур и размеры практиче­ски совпадают с формой и размерами наибольшей грани оскол­ка. Если же скорость осколка еще больше и превосходит вели­чину порядка 2500—3000 м/с, то в преграде образуется харак­терная кратерообразная воронка, объем которой существенно превосходит объем осколка, а форма близка к полусферичес­кой независимо от его формы. Процесс соударения в этом слу­чае носит взрывной характер и описывается гидродинамической теорией проникания. Расчеты показывают, что при скоростях, превосходящих 3000 м/с, метаемое тело имеет кинетическую энергию, соизмеримую с энергией взрыва тротила такой же массы. Так как не вся энергия движущегося тела расходуется на деформацию металла преграды, его нагрев, вытеснение и ис­парение, то применять методы теории взрыва для оценки эро­зионного действия осколков можно только при их скоростях порядка 7—8 км/с.

При взаимодействии с преградой плотного потока осколков с небольшим временным интервалом соударения каждого из них самой преграде может быть сообщено достаточное коли­чество движения.

Если преграда тонкая и обладает небольшой инерционно­стью, то она, придя в движение, будет вызывать либо удар­ную волну, если за преградой находится воздух или парогазовая смесь топлива, либо ударную волну с гидропотоком, если за преградой находится топливо (жидкость).

Обладая достаточной интенсивностью. ударная волна в зам­кнутом объеме может вызвать разрушения отсека, подверженно­го воздействию потока осколков. У отсеков, заполненных топ­ливом, ударная волна и гпдропоток могут вызвать разрушение стенок резервуара. Особенно интенсивно разрушаются стенки, находящиеся с противоположной стороны отсека (рисунок. 9.22).

Рисунок 9.22. Физическая сущность процессов:

а – аэро и б -гидроудара

Результат энергетического исследования процессов взаимо­действия потока осколков зависит не только от суммарной ки­нетической энергии осколком, попадающих в уязвимые отсеки, но и от плотности потока, и характера взаимодействия осколков с. преградой. Экспериментальные исследования показывают, что с точки зрения возбуждения ударных волн требуемой интенсив­ности целесообразно формировать ноток осколков с повышенной плотностью, т. е. имеющих очень узкий сектор разлета -в виде пучка. Этому требованию могут удовлетворять БЧ так называе­мой катушечной формы (рисунок 9.23). Кроме того, сами осколки должны иметь форму плоских пластин, чтобы, не разрушая по­верхность отсека, передавать преграде максимальный импульс силы соударения.

Рисунок 9.23. Схема катушечной БЧ осколочного типа

Явление разрушения от с помощью образовывающихся под воздействием потока оскол­ков ударных волн в воздушной или парогазовой среде получило название аэроудар, а разрушение отсеков, заполненных жидкостью, - гидроудар.